JPH0829347B2 - ２ロール矯正機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、互いに交差・対向しておのおのが回転する
一対の棒材矯正用ローラにより矯正負荷をかけて、棒材
を矯正する２ロール矯正機に関する。

［従来の技術］ 一般にこの種の２ロール矯正機は、互いに交差・対向
する一対の棒材矯正用ローラ、例えば凸型ローラと凹型
ローラと、このおのおののローラを回転させるローラ回
転機構と、棒材矯正用ローラ間に棒材をその軸方向にそ
って搬送する棒材搬送機構とを備え、棒材が上記ローラ
間を通過する際に、棒材矯正用ローラにより棒材に矯正
負荷をかけて、棒材を矯正している。

又、かかる矯正を適正に行うために、少なくとも一方
のローラを移動することにより、各ローラ間の間隔を矯
正する棒材の外径に合わせて調整することや、ローラ間
を通過する棒材に対する各ローラの交差角度を荒仕上
げ，ミガキ等の矯正程度に応じて調整することが行われ
ている。

つまり、棒材の矯正に先立って、予めローラ間の間隔
を棒材外径より僅かに狭い間隔に、例えば棒材外周のめ
つぶし程度が荒仕上げであれば棒材外径より0.2〜0.5mm
狭い範囲内のローラ間隔に調整してから、棒材をローラ
間に送り込んで、これを矯正している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の２ロール矯正機では次のよ
うな問題点が未解決のまま残されている。

棒材矯正用ローラ間を通過して矯正される棒材にはこ
れを延伸させる力が作用しており、棒材外径より狭い間
隔に設定・固定された上記ローラ間に棒材の先端がかみ
込まれる際に、上記棒材搬送機構が棒材をその軸方向に
そって押出す力にこの延伸力が加わるため、棒材端面近
くに外径太りが発生したり、棒材端面近くのどこかにく
びれが発生する。

一方、棒材の末端がローラ間を通過する際には、上記
棒材搬送機構による押出す力が棒材に作用しなくなるの
で、やはり端面近くにくびれや外径太りが発生する。

棒材先端におけるこのくびれや外径太りの発生は、棒
材の先端部がスムースにかみ込まれるか否かに左右さ
れ、くびれ又は外径太りのうちどちらが発生するかを予
想することはできない。

このため、矯正終了後に、くびれや外径太りが発生し
た棒材の両端付近を切断・除去するという本来必要とし
ない作業が行われていた。又、この除去にともなって、
歩留まりの低下を避けることができなかった。

尚、この様なくびれや外径太りの発生を回避するため
に、一対の棒材矯正用ローラを構成する凸型ローラと凹
型ローラとの湾曲の程度を変更することが行われている
が、現実的な解決には至っていない。

本発明は上記問題点を解決するためになされ、棒材の
先端から末端に至るまで所望する外径のまま矯正を実行
することを目的とする。

発明の構成 ［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために本発明の採用した手段
は、その基本的な構成を例示する第１図のブロック図に
示すように、 互いに交差・対向するように配置され、おのおのが回
転する凹型ローラR1と凸型ローラR2とからなる一対の棒
材矯正用ローラＲの間に、棒材Ｂをその軸方向にそって
搬送し、該搬送された棒材に前記棒材矯正用ローラＲに
より矯正負荷をかけて、棒材を矯正する２ロール矯正機
において、 前記棒材Ｂの先端が棒材矯正用ローラＲにより矯正を
受け始めるタイミングを検出する矯正開始タイミング検
出手段M1と、 該矯正開始タイミング検出手段M1により矯正開始タイ
ミングが検出されたら、凹型ローラR1と凸型ローラR2の
間隔を狭めながら交差角を小さくして、徐々に矯正負荷
を増大させて目標とする定常負荷状態にもっていき、そ
の後当該定常負荷状態を保って所定時間が経過したら、
凹型ローラR1と凸型ローラR2の間隔を広げながら交差角
を大きくして、徐々に矯正負荷を減少させて所期状態に
復帰させるように矯正負荷を調整する矯正負荷調整手段
M2と を備えることを特徴とする。

［作用］ 本発明の２ロール矯正機は、矯正開始タイミングにお
いてはローラ間隔を狭めながら交差角を減少して定常負
荷状態にもっていく。そして、その後所定時間経過する
までこの定常負荷状態を維持し、所定時間経過後は、ロ
ーラ間隔を広げながら交差角を増大する。換言するなら
ば、ローラ間隔が広いときには交差角を大きくし、棒材
に対する接触面積を小さく抑えている。従って、矯正開
始時に棒材側にも機械側にも無理な力が加わらなくなっ
ている。間隔を狭めるに伴って棒材に対する押圧力が増
加するが、接触面積も増大するので、圧力という点で
は、その増加が緩やかになる。

［実施例］ 次に、本発明に係る２ロール矯正機の実施例について
図面に基づき説明する。

第２図は実施例の２ロール矯正機（以下、単に矯正機
という）１の概略斜視図、第３図は矯正機１に使用する
棒材矯正用ローラの配置を説明するための説明図、第４
図は矯正機１の側面図、第５図はその平面図、第６図は
矯正機１の正面上部を一部破断して示す要部正面図であ
る。

第２図に示すように、矯正機１は、一対の棒材矯正用
ローラの一方である凸型ローラ３を上面に設置した本体
５、４本の支柱７により本体５の上方に固定されている
天井部９、支柱７をガイドとして本体５と天井部９との
間を上下動する中間部11、この中間部11下面に配置され
た他方の棒材矯正用ローラである凹型ローラ13、矯正機
１に搬送される棒材Ｂの端面を検出する近接スイッチ1
5、凸型ローラ３を搬送される棒材Ｂに対して所定の角
度で交差させるための凸型交差機構17、凹型ローラ13を
搬送される棒材Ｂに対して所定の角度で交差させるため
の図示しない凹型交差機構、棒材Ｂの外径や矯正程度な
どを入力するため各種操作部と後述する電子制御回路等
が設けられている操作盤19等を備えている。尚、中間部
11を上下動させる駆動機構については後述する。

凸型ローラ３は、下部円テーブル21上面に固定された
軸受ユニット23にて両端を軸支されており、図示しない
凸型用減速機付モータの回転軸とユニバーサルジョイン
トにて接続されている。同様に、凹型ローラ13は、上部
円テーブル25下面に固定された軸受ユニット27にて両端
を軸支されており、やはり図示しない凹型用減速機付モ
ータの回転軸とユニバーサルジョイントにて接続されて
いる。

凸型交差機構17は、送りネジ17aと、このネジを回転
自在に軸支する軸支部材17b,17cと、送りネジ17aを正逆
回転させる図示しない凸型ローラ交差用モータと、送り
ネジ17aに螺合した送り伝達部材17dとから構成されてい
る。更に、この送り伝達部材17dの円形凸部17eが外周の
円形凹部21a嵌合している下部円テーブル21は、その中
心を回転軸として回転自在に軸支されている。

従って、送りネジ17aが回転すると送り伝達部材17dは
その回転に伴って水平に移動して、下部円テーブル21は
その中心を回転軸として回転し、その結果、第３図に示
するように、凸型ローラ３は棒材ＢのパスラインＰと交
差して配置されことになる。尚、下部円テーブル21の軸
支部の最下端には、ストレインゲージを用いて棒材矯正
時の負荷を検出する図示しない負荷検出器が設置されて
いる。

一方、上部円テーブル25は、中間部11に回転自在に組
み込まれた回転盤29と同心に固定されているため、テー
ブル中心を回転軸として自在に回転し、図示しない凹型
交差機構も上記凸型交差機構17と同様な構成を備えてい
る。従って、第３図に示するように、凹型ローラ13は凹
型交差機構により上部円テーブル25と共に回転して棒材
ＢのパスラインＰと交差した配置を採ることができる。
つまり、上記両ローラは、それぞれの円テーブルが回転
することによりパスラインＰと所定角度で交差し、その
配置のまま既述したユニバーサルジョイントを介して各
減速機付モータの回転が伝達されて回転する。尚、本実
施例では、各ローラともパスラインＰに対して10度〜20
度の範囲の角度で交差することができる。

矯正機１は、棒材を矯正するための上記凸型ローラ３
等に加え、棒材Ｂを横方向から（第３図においては上下
方向から）支持するガイドバー30をパスラインＰの両側
に備えている。そして、この各ガイドバー30は、支持シ
ャフト31先端に固定されている。

支持シャフト31は、第４図に示すように、本体５上面
のパスライン保持用モータ33,34の回転が図示しないベ
ルトを介して伝達されるギヤボックス35に組み込まれて
いる。このギヤボックス35は、伝達されたモータの回転
を支持シャフト31の直線運動に変換するものであり、上
記モータ33が正回転であれば支持シャフト31を介してガ
イドバー30を棒材Ｂの方向に移動して棒材Ｂに当接さ
せ、矯正中の棒材Ｂをその両側から挟持してパスライン
Ｐが変化してしまうことを防止し、逆回転であればガイ
ドバー30を棒材Ｂから遠ざける。

次に、中間部11の上下動機構について説明する。

中間部11と天井部９とは、第４図に示すように、上下
動モータ37により回転しつつ上下動する上下動シャフト
39,この上下動シャフト39の上下動を中間部11に伝達す
る上下動伝達部材41,上下動モータ37の回転を上下動シ
ャフト39に伝達するウォームボックス43,内部に密封空
間を有するエアバランサ45等により、次のように連結さ
れている。

第５図に示すように、上下動シャフト39の下端には、
中間部11上面の上下動伝達部材41に組み込まれその内部
で回転自在なコマ47がその回転軸を上下動シャフト39の
軸と一致して固定されており、上下動シャフト39中間部
外周に形成された角ネジ部には、天井部９に嵌合・固定
されたネジブシュ49が螺合しており、上下動シャフト39
上部には、天井部９上面のウォームボックス43内に回転
自在に組み込まれたウォームギヤ51が挿入されている。
又、この上下動シャフト39とウォームギヤ51との間に
は、ウォームギヤ51の回転を上下動シャフト39に伝達す
るとともに該シャフトの上下動を許容するすべりキー39
aが介在している。

つまり、上下動シャフト39がその下端で上下動伝達部
材41を介して中間部11に係止され、その中間部外周の角
ネジ部で天井部９のネジブシュ49に螺合していることに
より、中間部11と天井部９とが連結されている。

ウォームギヤ51の組み込まれた上記ウォームボックス
43は、第６図に示すように、天井部９上面の４箇所に設
置されている。各ウォームボックス43は同一の構成であ
るが、説明の都合上添え字a,b,c,dを付して区別する。

ウォームボックス43a、43bは、各々のウォームギヤ51
に噛み合うシャフト53を回転自在に軸支し、ウォームボ
ックス43c,43dは、各々のウォームギヤに噛み合うシャ
フト54を回転自在に軸支している。

シャフト53は、上下動モータ37の回転軸に嵌合・固定
された小ギヤ57に噛み合うギヤ59を備えており、上下動
モータ37の回転をウォームボックス43a,43b内のウォー
ムギヤ51に伝達する。又、シャフト53は、軸受部材61,6
3に軸支された中間伝達シャフト65にも、ベベルギヤ53
a,65aを介して上下動モータ37の回転を伝達する。そし
て、この中間伝達シャフト65のベベルギヤ65bとシャフ
ト54のベベルギヤ54aとを介して、シャフト54に上下動
モータ37の回転が伝達され、その結果、ウォームボック
ス43c,43db内のウォームギヤ51が回転する。

従って、上下動モータ37が駆動してその回転がシャフ
ト53等により各ウォームボックス43内のウォームギヤ51
に伝達されると、すべりキー39aを介して上下動シャフ
ト39がウォームギヤ51とともに回転する。そして、上下
動シャフト39がネジブシュ49を介して上下動し、これに
より中間部11全体が支柱７をガイドとして平行に上下動
する。

又、第２図，第５図に示すように、回転盤29には、上
下動規制シャフト67の下端が図示しないベアリングを介
して回転自在に固定されており、この上下動規制シャフ
ト67の上端は天井部９を貫通してエアバランサ45内のピ
ストン45aにネジ止めされている。そして、ピストン45a
下面，天井部９上面及びエアバランサ45内周面により閉
鎖された空間は、パッキン45b,45c,45dにより密閉され
ているため、密閉空間内の空気が上記した中間部11の上
下動に際してのショック軽減、角ネジのバックラッシュ
軽減、延いては上下動を司るモータの負荷軽減等の働き
をする。

次に、既述した上下動モータ37等を制御して凸型ロー
ラ3,凹型ローラ13を駆動させ、棒材Ｂの矯正を行う電子
制御回路について図面に基づき説明する。電子制御回路
70は既述した本体５に付属して設けられた操作盤19に収
納されており、第７図はこの電子制御回路70のブロック
図である。

図示するように、電子制御回路70は、論理演算を実行
する周知のマイクロコンピュータ（CPU）71を中心とし
て構成されるもので、後述するプログラム等を記憶して
いるROM72、一時的情報の記憶を行うRAM73、電源オフ後
にも記憶データを保持しているバックアップRAM74、情
報の受渡し口となる入力ポート75及び出力ポート76を備
えており、これらCPU71ないし出力ポート76は互いにバ
ス77にて接続されている。

入力ポート75には、矯正機１に搬送される棒材Ｂの端
面を検出する近接スイッチ15、棒材Ｂの外径，矯正程度
等を入力するため既述した操作盤19に設けられた操作部
80、下部円テーブル21の軸支部の最下端に設けられ棒材
矯正時の負荷を検出する負荷検出器81が接続され、出力
ポート76には、棒材Ｂを横方向から支持するための支持
シャフト31を駆動させるパスライン保持用モータ33,3
4、凹型ローラ13の設置された中間部11を上下動させる
ための上下動モータ37、ユニバーサルジョイントを介し
て矯正用のローラを回転させる凸型用減速機付モータ8
2,凹型用減速機付モータ83、各ローラを棒材のパスライ
ンに交差して配置させるための凸型ローラ交差用モータ
84,凹型ローラ交差用モータ85が接続されている。

次に、この電子制御回路70に電源が投入されてからオ
フとされるまでの間に繰り返し実行される棒材矯正ルー
チンについて説明する。

第８図は棒材矯正ルーチンを示すフローチャートであ
り、本ルーチンでは、電子制御回路70に電源が投入され
た際にのみCPU71の内部レジスタのクリア等の初期処理
が実施され、その後、凸型ローラ3,凹型ローラ13等を矯
正実施前の原点位置にセットするとともに、各ローラを
凸型用減速機付モータ82,凹型用減速機付モータ83によ
り互いに回転させ、更に、パスライン保持用モータ33,3
4に制御信号を出力し支持シャフト31を介してガイドバ
ー30を棒材Ｂにむけて前進させる（ステップ100）。
尚、この凸型ローラ３及び凹型ローラ13に関する原点位
置とは、次のようにして決定されている。

ローラ間隔は、操作部80により入力され予めRAM73に
記憶さている被矯正棒材の外径より約0.1mm広い間隔で
あり、パスラインに対する各ローラの交差角度は、操作
部80により入力され予めRAM73に記憶さている矯正程度
に適した正規の交差角度より約0.2〜1.0度程度広い交差
角度である。

原点位置セット後には、全長lmmの棒材の先端面から
所定長さ、例えば100mmの範囲の棒材先端部の矯正開始
時であるか否かを、近接スイッチ15の検出信号や操作部
80により予めRAM73に入力さている図示しない搬送機の
棒材搬送速度等から判断し、矯正開始時であると判断す
るまで待機する（ステップ105）。矯正開始であれば、
続いて上下動モータ37,凸型ローラ交差用モータ84,凹型
ローラ交差用モータ85に制御信号を出力して、凹型ロー
ラ13を中間部11とともに下降させ、各ローラを各々の円
テーブルとともに回転させることにより、ローラ間隔及
び各ローラの上記交差角度を入力矯正程度に適した正規
のローラ間隔及び交差角度に近付けていく（ステップ12
0）。尚、上記棒材先端部の矯正が終了した時点で、ロ
ーラ間隔及び各ローラの交差角度が正規のローラ間隔及
び交差角度となるよう設計されている。

次に、上記棒材先端部の矯正が完了したか否かを、矯
正開始からの経過時間等から判断し（ステップ125）、
先端部の矯正が完了したと判断した場合には、上下動モ
ータ37等への制御信号の出力を停止して、凹型ローラ13
の下降及び各ローラの円テーブルの回転を停止し、ロー
ラ間隔及び各ローラの交差角度を正規のローラ間隔及び
交差角度で固定する（ステップ130）。つまり、棒材先
端部の矯正後は、ローラ間隔及び各ローラの交差角度を
正規のローラ間隔及び交差角度のままで、棒材の矯正を
継続する。

そして、全長lmmの棒材の終端面から所定長さ、例え
ば100mmの範囲の棒材終端部の矯正開始時であるか否か
を、矯正開始からの経過時間等から判断し（ステップ13
5）、棒材終端部の矯正開始時であると判断した場合に
は、上下動モータ37等へ制御信号を出力して、凹型ロー
ラ13を中間部11とともに上昇させ、各ローラを各々の円
テーブルとともに逆回転させることにより、正規のロー
ラ間隔及び交差角度にセットされていたローラ間隔及び
各ローラの交差角度を、原点位置におけるローラ間隔及
び交差角度に徐々に復帰させていく（ステップ140）。

続いて、上記棒材終端部の矯正が完了したか否かを判
断し（ステップ145）、終端部の矯正が完了したと判断
した場合には、本ルーチンを一旦終了する。

この様にして本実施例の矯正機１はローラ間隔及び交
差角度を変更する。こうした矯正時の棒材の矯正箇所に
対するローラ間隔RT,交差角度RC,矯正負荷RQの様子につ
いて、第９図を用いて説明する。

図示するように、棒材の先端では、ローラ間隔RTは棒
材外径BRより大きな値であり、ローラ交差角度RCは正規
の交差角度RC0より広がった角度であるが、この先端が
ローラにかみ込まれると、ローラ間隔RTは棒材外径BRよ
り小さな値である正規のローラ間隔RT0に、ローラ交差
角度RCは正規の交差角度RC0に近付き始め、先端から100
mmの箇所でそれぞれローラ間隔RT0,ローラ交差角度RC0
に一致する。このため、この範囲の棒材の矯正時には、
ローラ交差角度RCが広いので棒材と各ローラ外周との接
触部分が正規の交差角度RC0の場合より少なく、またロ
ーラ間隔RTも広いので、棒材にかかる矯正負荷が軽減さ
れている。従って、棒材を延伸しようと作用する力がこ
の範囲の棒材矯正時にわたって小さくなるため、従来生
じていたくびれや外径太りが発生することがない。

同様にして、棒材の終端から100mmの範囲の箇所の矯
正時にも、棒材にかかる矯正負荷を軽減しているので、
棒材を延伸しようと作用する力が小さくなり、従来生じ
ていたくびれや外径太りが発生することがない。

以上換言すると、矯正機１によれば、棒材の先端から
末端に至るまで所望する外径のまま矯正を実行するがで
きる。

又、棒材先端のかみ込み時直前のローラ間隔は、矯正
する棒材の外径より大きな値であり、先端がかみ込まれ
ると同時にローラ間隔を狭くするようにしたので、棒材
先端は常にスムースにローラにかみ込まれ、その後の矯
正が棒材先端のごく近傍から円滑に行われる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る
ことは勿論である。例えば、本実施例では、所定範囲の
棒材端部の矯正時には、ローラ間隔，ローラ交差角度を
共に矯正負荷が軽減されるように調整するよう構成した
が、どちらか一方のみを調整するようにすることもでき
る。又、本実施例におけるガイドバー30の移動量を調整
して、棒材のパスラインを矯正負荷が軽減されるように
変更する構成を採ることもできる。

発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明の２ロー
ル矯正機によれば、単に、棒材端面付近のくびれや外径
太りをなくすだけでなく、ローラ間隔を狭めながら交差
角を減少することで、圧力増加を緩やかにして微妙な荷
重制御を可能にしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の基本的な構成を例示するブロック
図、第２図は実施例の２ロール矯正機１の概略斜視図、
第３図は２ロール矯正機１に使用する棒材矯正用ローラ
の配置を説明するための説明図、第４図は２ロール矯正
機１の側面図、第５図はその平面図、第６図は２ロール
矯正機１の正面上部を一部破断して示す要部正面図、第
７図は本実施例の電子制御回路70のブロック図、第８図
はこの電子制御回路による棒材矯正ルーチンを示すフロ
ーチャート、第９図は実施例の効果を説明するための説
明図である。 １……２ロール矯正機、３……凹型ローラ ５……本体、９……天井部、11……中間部 13……凹型ローラ、15……近接スイッチ 17……凸型交差機構、21……下部円テーブル 23……軸受ユニット、25……上部円テーブル 27……軸受ユニット、37……上下動モータ 39……上下動シャフト、49……ネジブシュ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに交差・対向するように配置され、お
   のおのが回転する凹型ローラと凸型ローラとからなる一
   対の棒材矯正用ローラの間に、棒材をその軸方向にそっ
   て搬送し、該搬送された棒材に前記棒材矯正用ローラに
   より矯正負荷をかけて、棒材を矯正する２ロール矯正機
   において、 前記棒材の先端が棒材矯正用ローラにより矯正を受け始
   めるタイミングを検出する矯正開始タイミング検出手段
   と、 該矯正開始タイミング検出手段により矯正開始タイミン
   グが検出されたら、凹型ローラと凸型ローラの間隔を狭
   めながら交差角を小さくして、徐々に矯正負荷を増大さ
   せて目標とする定常負荷状態にもっていき、その後当該
   定常負荷状態を保って所定時間が経過したら、凹型ロー
   ラと凸型ローラの間隔を広げながら交差角を大きくし
   て、徐々に矯正負荷を減少させて所期状態に復帰させる
   ように矯正負荷を調整する矯正負荷調整手段と を備えることを特徴とする２ロール矯正機。